中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家近日對(duì)光伏板結(jié)塵過(guò)程及水基清潔方法進(jìn)行了深入研究，旨在優(yōu)化維護(hù)策略，提高光伏系統(tǒng)的安全性和效率。這一研究聚焦于商業(yè)和工業(yè)光伏、住宅光伏以及公用事業(yè)規(guī)模光伏領(lǐng)域，尤其關(guān)注亞洲地區(qū)，特別是中國(guó)光伏系統(tǒng)面臨的灰塵污染問(wèn)題。
研究工作的圖形摘要 圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
研究團(tuán)隊(duì)查閱了截至2024年全球發(fā)表的250篇相關(guān)論文，深入分析了灰塵結(jié)垢的形成機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，灰塵的元素組成、顆粒大小和表面粗糙度是關(guān)鍵特性，而這些特性與不同季節(jié)和地理環(huán)境中的相對(duì)濕度、露水和降雨等環(huán)境因素相結(jié)合，形成了四種類型的結(jié)垢。研究人員指出，粉塵鱗片形成的作用方式多樣，包括吸附-凝聚、重結(jié)晶等，且不同類型的鱗片對(duì)清潔方式的要求也不同。例如，單一礦物塵埃形成的鱗片附著力小，容易清洗，而含有生物塵埃和工業(yè)塵埃的鱗片則更具挑戰(zhàn)性。
為了有效應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)確定了水壓、流速、擴(kuò)散角度等水清潔參數(shù)，并分析了這些參數(shù)與灰塵種類、來(lái)源和特征之間的匹配關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于局部堆積的鱗片、島狀鱗片和溝狀層狀鱗片，需要更大的沖擊力才能有效去除;而對(duì)于厚度小的塵埃鱗片，則應(yīng)考慮水流的覆蓋面積。此外，來(lái)自沙漠、城市和沿海地區(qū)的灰塵會(huì)形成“泥帶”，進(jìn)一步降低光伏效率并增加熱風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，在亞洲地區(qū)，光伏效率因灰塵污染每周損失高達(dá)7.84%，是受影響最大的地區(qū)之一。
針對(duì)這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出了優(yōu)化水基清潔方法的策略。他們指出，加壓水清洗平均可提高發(fā)電效率10.4%，且每周用水清洗光伏板可有效消除灰塵污染。同時(shí)，他們還提供了水清洗的最小耗水量和平均耗水量的參考數(shù)據(jù)，為實(shí)際應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。這一研究成果已發(fā)表在《可再生和可持續(xù)能源評(píng)論》上，題為“結(jié)合光伏板的粉塵結(jié)垢行為和水清潔方法”。
此次研究不僅深化了對(duì)光伏板除塵過(guò)程的理解，還為制定更有效的維護(hù)策略提供了科學(xué)依據(jù)，有助于提升光伏系統(tǒng)的整體效率和安全性。
